[发明专利]一种可调抽汽式汽轮机轴向推力平衡结构及方法

说明书

本发明涉及热电联产汽轮机，具体公开了一种可调抽汽式汽轮机轴向推力平衡结构及方法。其中，所述平衡结构包括转子及装配所述转子的汽缸，所述汽缸上设置有可调节抽汽的抽汽装置，所述抽汽装置与转子之间设置有抽汽处汽封，所述抽汽处汽封对应的转子上设置有转子凸肩结构的抽汽处平衡活塞，所述转子通过所述抽汽处平衡活塞的转子凸肩与所述抽汽处汽封动密封配合。本发明能可靠地自平衡可调抽汽式汽轮机的轴向推力，从而降低整个汽轮机在最大进汽条件下的非抽汽工况、以及最大进汽条件下的最大抽汽工况，这两种极端工况之下的轴向推力范围，使可调抽汽式汽轮机能够在这两种极端工况中稳定、安全的运行，提高发电量和供热量。

技术领域

本发明涉及热电联产汽轮机，具体是一种可调抽汽式汽轮机的轴向推力平衡结构及方法。

背景技术

可调(调节)抽汽式汽轮机，作为热电联产技术的一种，是在某做功级之后抽出一定压力的部分蒸汽对外供热，以满足热用户对供热压力的技术要求。

可调抽汽式汽轮机需要满足两种工况的安全运行，即在非抽汽工况下的安全运行(单纯的发电模式)和抽汽工况下的安全运行(同时发电和供热)。

近年来，随着电力工业的不断发展，热电联产汽轮机除了用电需求增加之外，供热需求也越来越大。这就要求可调抽汽式汽轮机，能够在最大进汽工况及最大抽汽工况之下稳定、安全的运行，也就是说，要求可调抽汽式汽轮机，能够在最大进汽条件下的非抽汽工况、以及最大进汽条件下的最大抽汽工况，这两种极端工况中稳定、安全的运行。

影响可调抽汽式汽轮机在两种极端工况中安全运行的关键因素是，如何控制轴向推力的平衡，降低在两种极端工况之下的轴向推力范围。

在上述两种极端工况中运行的轴向推力范围会成倍扩大，如若控制不好，则远超出当前推力瓦的承载能力，同时也会增大运行的耗功损失。这是因为：

-在非抽汽工况下，靠近进汽位置的前轴封处平衡活塞，通过外漏蒸汽对转子轴向产生负向(与主蒸汽流动方向相反，主蒸汽流动方向为正向)推力，靠近排汽位置的后轴封处平衡活塞，通过正向流动的主蒸汽对转子轴向产生正向推力，整个汽轮机的轴向推力基本能够自平衡，运行稳定、安全；

-在抽汽工况下(设定与上述非抽汽工况的主蒸汽参数基本一致)，前轴封处平衡活塞对转子轴向产生的推力变化很小，在较大抽汽量(例如额定抽汽量占主蒸汽50％以上、抽汽压力占主蒸汽压力30％以上)、特别是最大抽汽量时，蒸汽对抽口之后转子轴向的正向推力急剧下降，此时转子所承受的负向推力成倍增加，难以自平衡；

可见，同一台可调抽汽式汽轮机在相同主蒸汽参数条件下，对应于非抽汽和抽汽两种工况的轴向推力范围成倍扩大，轴向推力变化激烈，超出了常规推力瓦的承载能力。

针对上述技术问题，目前业内所采用的通用技术措施是，根据两种工况的轴向推力范围成倍扩大的极限量，更换面积成倍于当前推力瓦的大面积推力瓦，这会使可调抽汽式汽轮机的成本大幅增加，且会增加汽轮机运行的耗功损失。即便如此，可调抽汽式汽轮机也难以在最大进汽条件下的非抽汽工况、以及最大进汽条件下的最大抽汽工况，这两种极端工况中稳定、安全的运行，不利于提高发电量和供热量。

发明内容

本发明的技术目的在于：针对上述可调抽汽式汽轮机在非抽汽和抽汽两种工况中运行的特殊性及现有技术的不足，提供一种无需更换推力瓦，就能经济、可靠地自平衡可调抽汽式汽轮机轴向推力的结构和方法。

本发明的技术目的通过下述技术方案实现，一种可调抽汽式汽轮机轴向推力平衡结构，包括转子及装配所述转子的汽缸，所述汽缸上设置有可调节抽汽的抽汽装置，所述抽汽装置与转子之间设置有抽汽处汽封，所述抽汽处汽封对应的转子上设置有转子凸肩结构的抽汽处平衡活塞，所述转子通过所述抽汽处平衡活塞的转子凸肩与所述抽汽处汽封动密封配合。

所述抽汽装置为抽汽调节阀。或者，所述抽汽装置为抽汽旋转隔板。